Física do Zero: Sistema Internacional (SI) e padrões de unidades

O que é o Sistema Internacional (SI) e por que ele é a referência prática

O Sistema Internacional de Unidades (SI) é o padrão mais usado para expressar medidas em ciência, engenharia e no cotidiano técnico. A ideia prática é simples: quando todos usam as mesmas unidades e as escrevem do mesmo jeito, evitam-se erros de comunicação, conversões desnecessárias e interpretações ambíguas.

No SI, as medidas são organizadas a partir de um conjunto de grandezas fundamentais com unidades básicas. A partir delas, constroem-se unidades derivadas (como newton, joule, pascal etc.), mas aqui o foco é dominar as fundamentais, a escrita correta e o uso de prefixos.

Grandezas fundamentais do SI e suas unidades

As sete grandezas fundamentais do SI e suas unidades são:

Essas unidades são a “base” para expressar praticamente qualquer medida física com consistência.

Como escrever corretamente unidades e símbolos (regras que evitam erros)

1) Símbolo não leva plural

• Correto: 5 kg, 12 m, 3 s
• Incorreto: 5 kgs, 12 ms (aqui ainda cria ambiguidade com milissegundo)

2) Símbolo não leva ponto

• Correto: 20 cm
• Incorreto: 20 cm. (o ponto final da frase pode existir, mas não “colado” como parte do símbolo)

3) Espaço entre número e unidade

• Correto: 2,5 m, 10 N, 300 K
• Exceções comuns fora do SI (como graus em ângulos) não são o foco aqui; no SI, use o espaço.

4) Maiúsculas e minúsculas importam

No SI, a letra do símbolo é parte do significado. Trocar maiúscula por minúscula pode mudar a unidade ou torná-la inválida.

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• Quilograma: símbolo correto é kg (minúsculo). Erro comum: escrever Kg.
• Kelvin: símbolo é K (maiúsculo). k é prefixo quilo, não unidade.
• Ampere: símbolo é A (maiúsculo).
• Metro: símbolo é m (minúsculo). M é prefixo mega.

5) Nome por extenso: plural e minúsculas

Quando você escreve o nome da unidade por extenso (não o símbolo), aplique regras normais do português:

• Plural: 2 metros, 5 segundos, 3 kelvins (em textos técnicos, também se encontra “kelvin” invariável; em exercícios escolares, plural é aceito).
• Minúsculas: metro, segundo, ampere, kelvin, mol, candela.

Prefixos do SI: múltiplos e submúltiplos

Prefixos servem para representar potências de 10, facilitando a leitura e a escrita de números muito grandes ou muito pequenos. Eles não mudam a física do problema: apenas mudam a forma de expressar a mesma medida.

Prefixos mais usados (quadro de consulta)

Observação importante: m pode ser metro (unidade) ou mili (prefixo). O significado depende do que vem depois: m sozinho é metro; em mm, o primeiro m é o prefixo mili e o segundo m é metro.

Como escolher a unidade mais conveniente (sem alterar o problema)

Escolher uma unidade “boa” é escolher uma forma de escrita que deixe os números fáceis de ler e de calcular, geralmente evitando muitos zeros.

Critérios práticos

• Prefira valores entre 0,1 e 1000 (regra prática, não obrigatória).
• Evite notações que gerem confusão com outras unidades (ex.: ms pode ser milissegundo; já m s com espaço é metro vezes segundo, dependendo do contexto).
• Mantenha consistência no mesmo exercício: se você escolheu trabalhar em mm, tente manter comprimentos em mm até o final, a menos que haja motivo para trocar.

Passo a passo para reescrever uma medida com prefixos

Objetivo: expressar a mesma grandeza com outro prefixo, mantendo o mesmo valor físico.

1. Identifique a unidade atual e o prefixo (se houver).
2. Traduza o prefixo para potência de 10.
3. Troque para o novo prefixo (nova potência de 10).
4. Ajuste o número movendo a vírgula conforme a diferença de potências.
5. Cheque se o resultado faz sentido (a medida não pode “mudar” fisicamente).

Exemplo 1: 2,5 km em metros

• 1 km = 10^3 m
• 2,5 km = 2,5 × 10^3 m = 2500 m

Exemplo 2: 0,00047 s em milissegundos e microssegundos

• 1 ms = 10^-3 s então 1 s = 10^3 ms
• 0,00047 s = 0,00047 × 10^3 ms = 0,47 ms

• 1 µs = 10^-6 s então 1 s = 10^6 µs
• 0,00047 s = 0,00047 × 10^6 µs = 470 µs

Quadro rápido: conversões frequentes com prefixos

Erros comuns (e como evitar)

Erro 1: escrever “Kg” em vez de “kg”

Por que é erro: no SI, k (quilo) é sempre minúsculo. Kg não é símbolo SI correto.

• Correto: 70 kg
• Incorreto: 70 Kg

Erro 2: confundir m (metro) com min (minuto)

Como evitar: use m apenas para metro e min para minuto, sempre com clareza no contexto e com espaço após o número.

• Comprimento: 5 m
• Tempo: 5 min (não é unidade fundamental do SI, mas é aceita para uso com o SI em muitos contextos)

Erro 3: aplicar prefixo no lugar errado

O prefixo deve ficar colado ao símbolo da unidade, formando um único símbolo.

• Correto: mm, µs, km
• Incorreto: m m, µ s, k m (isso vira multiplicação ou separação indevida)

Outro erro típico é “duplicar” prefixo sem perceber:

• Se você quer milímetro, é mm (mili + metro). Não existe “mkm” para representar algo como “milquilo-metro”.

Exercícios de reescrita (mesma medida, prefixos diferentes)

Reescreva as medidas abaixo usando o prefixo indicado. Mantenha a coerência numérica e a unidade correta.

Parte A: comprimento

• 1) 3,6 km em m
• 2) 0,045 m em mm
• 3) 7200 mm em m
• 4) 5,2 × 10^-6 m em µm
• 5) 0,0000009 m em nm

Parte B: tempo

• 6) 0,12 s em ms
• 7) 3500 ms em s
• 8) 0,000008 s em µs
• 9) 900 µs em ms

Parte C: corrente elétrica e temperatura (sem prefixo obrigatório, foco na escrita)

• 10) Reescreva corretamente: 2 a, 300 k, 5 Kg, 10 M (quando a intenção era metro), 15 m (quando a intenção era miliampere).

Gabarito (para conferência)

1) 3,6 km = 3600 m 2) 0,045 m = 45 mm 3) 7200 mm = 7,2 m 4) 5,2×10^-6 m = 5,2 µm 5) 0,0000009 m = 900 nm 6) 0,12 s = 120 ms 7) 3500 ms = 3,5 s 8) 0,000008 s = 8 µs 9) 900 µs = 0,9 ms 10) 2 A; 300 K; 5 kg; 10 m; 15 mA